Гуслиста Ганна Едуардівна. Особливості статичного розрахунку будівель та споруд, розташованих на схилах

brief description

Гуслиста Ганна Едуардівна. Особливості статичного розрахунку будівель та споруд, розташованих на схилах : Дис... канд. наук: 05.23.01 2009

Гуслиста Г.Е. Особливості статичного розрахунку будівель та споруд, розташованих на схилах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 будівельні конструкції, будівлі та споруди. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, м. Дніпропетровськ, 2008.
Дисертаційна робота спрямована на розробку основних положень методики статичного розрахунку будівель та споруд, розташованих на схилах.
Запропонована методика відрізняється тим, що передбачає розрахунок конструкцій споруди, що взаємодіє з ґрунтом, як складової єдиної системи «споруда ґрунтовий масив».
Основні положення методики, сформульовані на основі результатів теоретичних досліджень, стосуються особливостей створення комп’ютерної скінченно-елементної моделі системи «споруда ґрунтовий масив», зокрема визначення необхідних розмірів, форми та конфігурації скінченних елементів, що застосовуються при комп’ютерному моделюванні системи «споруда ґрунтовий масив», необхідних розмірів розрахункової області ґрунтового масиву в плані та по глибині, а також умов закріплення ґрунтового масиву (граничних умов).
В роботі приведено приклади застосування розробленої методики при розрахунку різних конструкцій, що взаємодіють з ґрунтом.

Аналіз існуючих методів розрахунку будівель та споруд з урахуванням взаємодії з ґрунтовим масивом, що деформується, показав, що найбільш перспективним є метод, що передбачає спільний розрахунок системи «споруда ґрунтовий масив» із застосуванням методу скінченних елементів (МСЕ) та програмних комплексів на його основі.
В ході експериментальних досліджень встановлено, що при комп’ютерному моделюванні системи «споруда ґрунтовий масив»: 1) в залежності від розмірів розрахункової області ґрунтового масиву в плані та по глибині зусилля в елементах конструкцій можуть відрізнятись в 70 разів, а переміщення навіть змінювати знак на протилежний; 2) в залежності від умов закріплення ґрунтового масиву переміщення в елементах конструкцій можуть змінювати знак на протилежний, а зусилля відрізнятись в 4,5 рази; 3) в залежності від розмірів, форми та конфігурації скінченних елементів зусилля в елементах конструкцій можуть відрізнятись в 2,5 рази, а різниця для переміщень при цьому до 30 %.
Проведені теоретичні дослідження дозволили сформулювати такі основні вимоги щодо комп’ютерного моделювання будівель та споруд на схилах: 1) форма застосовуваних скінченних елементів має бути квадратною або прямокутною з розміром більшої сторони, де- розмір розрахункової області або конструкції, що розбивається; 2) застосування трикутних або чотирикутних скінченних елементів «голчастої форми» (з кутами 150-180) слід уникати; 3) розмір розрахункової області ґрунтового масиву в плані та по глибині має дорівнювати 8 розмірам зони контакту споруди з ґрунтом (граничні умови при цьому суттєво не впливають на результат).
На основі проведених досліджень розроблена методика спільного статичного розрахунку системи «споруда ґрунтовий масив» для будівель та споруд, розташованих на схилах. Запропонована методика регламентує геометрію та розміри скінченних елементів, розміри розрахункової області в плані та по глибині, а також граничні умови, що призначаються при комп’ютерному моделюванні системи «споруда ґрунтовий масив».
Достовірність основних положень розробленої методики підтверджена тестовими задачами розрахунку конструкцій, що взаємодіють з ґрунтом (залізобетонні балки різної гнучкості на пружній ґрунтовій основі, безанкерна шпунтова стінка). Розходження результатів розрахунку зусиль, напружень та переміщень в конструкціях у порівнянні з результатами, отриманими за іншими відомими методами (Горбунова-Посадова, Симвуліді, Кулона, Соколовського) не перевищує 15 %.
На основі розробленої методики виконано варіантне проектування залізобетонної споруди, розташованої на схилі, та виявлено найбільш раціональний варіант.